緑色光合成細菌における光エネルギー伝達効率の調節機構

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緑色光合成細菌はクロロソームと呼ばれる光捕集器官を持つ.クロロソームには多くのバクテリオクロロフィル(Bchl)c分子が高密度に含まれる.我々は,クロロソームから抽出した色素と糖脂質から,クロロソームと良く似た構造体を水溶液中に造ることに成功し,解析を進めてきた.その過程で、人工的な色素脂質集合体においても,光照射時の蛍光の強度が酸素の存否で数倍に変化する場合があることを見いだした.本研究は,人工的な色素脂質集合体を活用して,クロロソームにおける励起エネルギー移動の酸化還元条件に応じた調節の機構を解明することを目的とした.C.tepidumのクロロソームで,460nm付近のBChl cを励起したときの近赤外領域のBChl cからの蛍光強度は,酸素の存在条件下に比べ,ヂチオナイト添加条件下では,約45倍に増加した.その増加率は,これまでの別の細菌での報告よりさらに2倍以上大きかった.また,反応中心へのエネルギー移動を仲介するBChl aからの蛍光強度はより顕著であった.これらの結果は,クロロソームから反応中心への励起エネルギー移動が,酸素の存否で100倍以上変化していることを意味する.クロロソームのSDS処理,n-ヘキサン処理の結果から,励起エネルギー移動の効率を調節している主要な因子は,クロロソーム表層部ではなく,BChl cと同じく内部にあることが示唆された.人工的な色素脂質集合体を用いた解析から,その因子は,クロロフォルム/メタノールの抽出画分に存在すること,薄層クロマトグラフィーやHPLCでBChl cと分離可能であることが分った.吸収スペクトルとマウススペクトルの解析の結果,その因子はクロロビウムキノンであると結論した.